Фиброз является отличительным признаком многих заболеваний. Фибробласты пролиферируют и дифференцируются в стороне высокого синтетических фенотипов, которые связаны с усиленной секрецией и отложением внеклеточного матрикса (ECM) 1. Чрезмерное отложение ECM может продолжаться даже после того, как первоначальная травма стихла, что приводит к функциональным нарушениям. Использование протеомика, ранее мы определили более 150 ECM и ECM-ассоциированные белки в сердечной ткани 2, 3. Они являются не только структурные белки, но также matricellular белки и протеазы, которые способствуют непрерывному ремоделирования и динамической адаптации сердца. Следует отметить, что многие ECM белки гликозилированный 4. Это посттрансляционная модификация (ПТМ) включает добавление остатков сахаров в определенные положения аминокислот, и это влияет на сворачивание белков, растворимость, связывание и деградация 5 .
Есть два основных типа гликозилирования, которые встречаются у млекопитающих. (1) N-гликозилирование происходит в карбоксамидо азоте остатков аспарагина (Asn) в пределах консенсусной последовательности Asn-Хаа-Thr / Ser, где Хаа обозначает любая аминокислота, кроме пролина. (2) В O-гликозилировании, остатки сахаров прикрепить к остаткам серина и треонина (Ser, Thr) или, в гораздо меньшей степени, гидроксипролине и гидроксилизин. В то время как О-гликозилирование может происходить в различных белковых групп, N-гликозилирования ограничивается секретируемых белков или внеклеточных доменов мембранных белков 5. Это делает N-гликозилирования привлекательную мишень при изучении ECM.
Протеомика устанавливает новый стандарт для анализа изменений белков при болезни. До сих пор большинство протеомики исследования были сосредоточены на внутриклеточных белков 6. В основном это связано со следующими причинами. Во-первых, обильные внутриклеточные белки препятствуют Identiфикации дефицитных компонентов ECM. Это особенно важно в сердечной ткани, в которой приходятся митохондриальные белки и myofilament значительной доли содержания белка 7. Во-вторых, интегральные ECM белки сильно сшитый и трудно солюбилизации. Наконец, наличие обильных PTMs (т.е. гликозилирования) изменяет молекулярную массу, заряд и электрофоретических свойств пептидов, влияющих как разделение и идентификацию с помощью жидкостной хроматографии тандемной масс - спектрометрии (ЖХ-МС / МС). За последние годы, мы разработали и улучшили последовательную экстракцию и способ обогащения для белков ЕСМ, который совместим с последующим масс-спектрометрии (МС) анализа. Стратегия основана на последовательном инкубационных.
Первый шаг выполняются с NaCl, ионным буфером, который облегчает извлечение ECM-ассоциированный и слабосвязанный ECM белков, а также вновь синтезированные белка ECM. Это яс моющим средством свободно, без денатурации, без нарушения клеточных мембран, а также пригодны для дальнейших биохимических анализов 8. Затем decellularization достигается с помощью додецилсульфата натрия (SDS). На этом этапе, низкая концентрация ДСНЫ обеспечивает мембраны дестабилизацию и высвобождение внутриклеточных белков, предотвращая разрушение более растворимых нецелых компонентов ECM. И, наконец, ECM белки экстрагируют гуанидин гидрохлорид буфера (GuHCl). GuHCl эффективен при извлечении сильно сшитых белков и протеогликанов из тканей , таких как сухожилия 9, 10, хрящ сосудов 11, 12, 13 и сердце 2, 3. Мы применили это биохимическое фракционирование, в сочетании с LC-MS / MS, чтобы исследовать ECM ремоделирования в сердечно - сосудистых заболеваниях- , 3, 11, 12, 13, 14. Последние достижения в MS включают новые методы фрагментации, такие как комбинации столкновений диссоциации высших энергий (HCD) и диссоциации переноса электрона (ETD), которые позволяют для прямого анализа интактных гликопептидов 3, 15.
Здесь мы описываем методологию для подготовки ECM для анализа MS, который позволяет для анализа белковой композиции, идентификации сайтов гликозилирования, и характеристика гликанов форм. По сравнению с предыдущим анализом ECM гликозилирования 16, эта методика позволяет прямой оценки композиционных изменений профилей гликозилирования в сайт-специфическим образом с помощью MS. Мы применили эту методику для сердечно-сосудистой системы тканей. Тем не менее, он может альтак быть применены, с незначительными изменениями, к изучению ЕСМА в других образцах тканей и может обеспечить беспрецедентное понимание ECM биологии.